На самом деле дерево растет не из земли

Всем известно, что любое растение вырастает из земли, но если разобраться, откуда берется само древесное вещество, то вы, возможно, с удивлением узнаете, что появляется оно из воздуха. Точнее из углекислого газа, который содержится в нем. Попробуем в этом разобраться более подробно.

Когда-то этот процесс описал простыми словами американский физик Ричард Фейнман. Так откуда берется дерево? Как вам может быть известно, основа любой древесины это углерод. Но откуда он появляется в дереве? Вы можете ответить, что из земли, и будете неправы.

Правда в том, что большая часть дерева состоит из воздуха. Из земли дерево забирает некоторые минералы – азот, фосфор, марганец, калий, различные соли – всего больше 50 различных химических элементов. Это необходимо растениям для питания. Но из земли растения получают не более 1/5 части необходимых веществ. Остальное они получают из воздуха!

Чтобы лучше это понять, сначала нам нужно представить как взаимодействуют в природе между собой атомы кислорода и углерода. 

Атомы этих двух веществ устроены так, что по своей природе они «комфортно чувствуют себя» вместе. И если они вдруг оказываются рядом, они всегда стремятся соединиться в одно целое. Но если они пролетают рядом друг с другом на недостаточно высокой скорости, то они просто отталкиваются и расходятся. 

Представьте себе шарик, который вы хотели бы вкатить на холм. На вершине этого холма есть ямка, наподобие кратера, но когда вы недостаточно сильно толкаете шар в гору, он не может докатиться до вершины и скатывается обратно. А если вы запустите его посильнее, он преодолеет барьер, закатится в яму и останется лежать там. 

Это образное сравнение, но в целом с атомами кислорода и углерода происходит что-то определенно похожее. Кислород всегда находится рядом с углеродом, но при обычной температуре они движутся друг относительно друга на невысокой скорости и ничего не происходит.

Но если попытаться нагреть эти атомы, то они начнут ускоряться, будут все сильнее ударяться друг о друга, вызывая колебания и ускорения соседних атомов. Тепло заставляет остальные атомы сближаться, создавать еще больше тепла и так далее. В какой-то момент нагрева они начинают преодолевать известный барьер и при определённой скорости столкновения «схлопываются» друг с другом. Начинается цепная реакция, которая есть ни что иное как огонь. 

Именно это и происходит когда вы подносите спичку к дереву. Сначала структура дерева не нарушается. Атомы углерода начинают вибрировать, затем когда они нагреваются сильнее,  они все сильнее и сильнее раскачиваются,  пока наконец не начинают отрываться от своей структуры и схлопываться  с атомами кислорода, вызывая цепную реакцию.

Но откуда у атомов кислорода и углерода появилась эта «тяга» друг к другу? Как известно, для фотосинтеза нужны два неорганических вещества — углекислый газ и вода. Фотосинтез делится на две стадии: световая и темновая. Во время световой стадии происходит фотолиз — это процесс распада молекул воды под действием энергии света, образованный в результате фотолиза кислород выделяется в атмосферу. 

То есть все, что делает солнечный свет, когда светит на дерево, — это просто отделяет атомы кислорода от углерода. Как бы отрывает их друг от друга. Тем самым, кислород это что-то типа побочного продукта, который солнце выбрасывает обратно в воздух, удерживая углерод с водой и тем самым создавая древесное вещество, буквально как бы строя его из воздуха. Углерод и кислород были одним целым в виде углекислого газа, но оставались разделены тепловой энергией, излучаемой солнцем. Вот откуда берется эта тяга друг к другу. 

Получается,  что все, чем занимается солнце, – работает над отделением кислорода от углерода.

А что происходит,  когда мы поджигаем дерево?

А когда мы берем древесину и кладем ее в камин, мы как бы вновь присоединяем кислород к углероду при помощи нагрева и тот прекрасный свет и тепло, которые выходят наружу при горении дерева, это и есть та солнечная энергия в чистом виде, которая накопилась внутри древесины и теперь вырывается наружу.